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1、第3章 计算机软件系统,1,3.3 应用软件,3.2 系统软件,3.1 软件概述,3.4 系统的层次结构,3.1软件概述,软件是计算机系统的灵魂，没有配备任何软件的“裸机”无法投入使用，没有配备主够的软件，计算机的功能将不能很好的发挥，计算机的应用范围也将受到很大的影响 计算机硬件是载体，软件是灵魂。,2,3.1软件概述,一、什么是软件 软件是指用来指挥计算机运行的各种程序的总和以及开发、使用和维护这些程序所需的技术资料。即软件是计算机系统中的程序及其文档的总和。程序：计算任务的处理对象和处理规则的描述。文档：为了便于了解程序所需的阐明性资料。程序必须装入机器内部才能工作 文档是给人看的，不一
2、定装入机器,3,3.1计算机的软件系统,对软件的理解 可运行的思想和内容的数字化 思想：算法、规律、办法-程序表达 内容：图形、图像、数据、声音、文字等归结为程序和数据（统称二进制表示的信息）软件的核心:算法,4,3.1软件概述,二、软件系统的主要任务 提高机器的使用效率、发挥和扩大机器的功能和用途，为用户使用计算机系统提供方便。,5,3.1软件概述,三、软件的分类 软件主要分为系统软件和应用软件。系统软件：居于计算机系统中最靠近硬件的一层，其他软件一般通过系统软件发挥作用。系统软件又分为：操作系统、语言处理系统、数据库管理系统、软件工具等。,6,3.1软件概述,应用软件：特定应用领域专用的软
3、件。应用软件又包括：应用软件包和用户程序。,7,3.1软件概述,四、软件与硬件的关系硬件：构成计算机系统的物理装置。软件：用计算机指令和算法语言编写的程序以及运行程序所需的文档、数据。关系：硬件是软件运行的基础 软件是对硬件功能的扩充和完善 软件的运行最终被转换为对硬件的操作,8,计算机：硬件、软件人工生命 人：躯体、灵魂自然生命,3.1软件概述,硬件与软件可以互相转化，软件固化成为固件,9,综合起来,10,3.2系统软件,一般把靠近内层、为方便使用和管理计算机资源的软件，称为系统软件。系统软件的功能：主要是简化计算机操作，扩展计算机处理能力和提高计算机的效益。两个主要特点：一是通用性。即无论
4、哪个应用领域的计算机用户都要用到它们；二是基础性，即应用软件要在系统软件支持下编写和运行。,11,操作系统,核心是操作系统（Operating System，简称OS）。其功能是管理计算机的全部硬件资源和软件资源，为用户提供高效、周到的服务界面。它是对计算机系统进行自动管理的控制中心。操作系统是计算机硬件（裸机）的直接外层，它对硬件的功能进行首次扩充。操作系统通过各种命令提供给用户的操作界面，给用户带来了极大的方便，同时操作系统又是其他软件运行的基础。,12,操作系统,为了让操作系统进行工作，首先要将它从外存储器装入主存储器。这一安装过程称为引导系统。安装完毕后，操作系统中的管理程序部分将保持
5、在主存储器中，称其为驻留程序。其他部分在需要时再自动地从外存储器调入主存储器中，这些程序称为临时程序。例如，IBMPC及其兼容机的运行要有PCDOS或Windows的支持。,13,语言处理程序,程序设计语言计算机语言：计算机所能够识别的语言程序：利用计算机语言编写的能够完成一定功能的一组代码。程序设计：利用计算机语言编写程序的过程。文章；汉语、英语；字、词、语法结构；写文章程序；计算机语言；数据表示、表达式、语句结构；编程序,14,语言处理程序,计算机硬件只能识别并执行机器指令，但人们普遍习惯于使用高级程序设计语言或汇编语言来编写程序。为了让计算机能够理解高级程序设计语言或汇编语言并执行用它编
6、写的程序，必须要为它配备一个“翻译”，这就是所谓的程序设计语言翻译系统,15,语言处理程序,语言的分类机器语言汇编语言高级语言与计算机硬件基本无关,16,语言处理程序,机器语言 从本质上说，计算机只能识别0和1两个数字，因此，计算机能够直接识别的指令是由一连串的0和1组合起来的二进制编码。机器指令操作码操作数 机器语言：指计算机能够直接识别的指令的集合。即以二进制代码表示的机器指令集合，它是计算机能够直接识别和执行的语言。,17,语言处理程序,机器语言优点：占用内存少，执行速度快；缺点：面向机器语言，通用性差，不易阅读和记忆，编程工作量大，难以维护。,18,语言处理程序,汇编语言 用助记符号代
7、替机器指令所产生的语言。优点：比机器语言程序容易阅读和修改缺点：面向机器语言，通用性差（不同的CPU类型的计算机的汇编语言是不通用的）。例如，8086汇编语言对9+8=?编程,19,语言处理程序,20,语言处理程序,汇编语言源程序：用汇编语言编写的程序。汇编程序：负责翻译的软件。主要作用：源程序转换成用二进制代码表示的目 标程序。连接程序：将目标程序与库文件或其他目标程序 连接起来形成可执行程序。,21,语言处理程序,高级语言 用接近自然语言和数学语言的语法、符号描述基本操作的程序设计语言优点：符合人类习惯，简单易学,通用性强，可 移植性、便于维护源程序：用高级语言编写的程序。翻译程序：将源程
8、序翻译成用二进制代码表示的 目标程序。,22,语言处理程序,翻译程序的工作方式：解释方式：边解释边执行编译方式：写程序、编译程序、运行程序,23,语言处理程序,高级语言 BASIC、FORTRAN、Pascal、COBOL、C、VB、VC+、Delphi、Java、C#例如前面9+8=?，用C语言编程：main()int al;al=9+8;,24,语言处理程序,2.程序设计语言的选择选择编程语言涉及很多因素：人的因素：编程小组精通这门语言吗任务需要：选择的语言能否实现任务的全部功能？能跨平台吗？有数据库接口功能吗？能直接控制声卡等硬件吗？客户指定，或要通过串行口控制一个外部设备，C+汇编语言
9、是最明智的选择。,25,了解一些流行的语言，对于做出合理选择会有帮助。,语言处理程序,8086汇编语言 用它编写的程序只能运行在装有80 x86计算机上。现在汇编语言仅用于那些要求程序尽可能短或速度要求很高的场合，如为了控制硬件在操作系统、多媒体底层控制时使用它。,26,语言处理程序,Delphi Delphi是Inprise公司于1995年推出的可视化编程语言。它以Pascal为基础，扩充了面向对象和可视化的开发手段，使得Delphi有能力与VB相抗衡。Delphi适用于应用软件、数据库系统、系统软件等软件的开发。,27,语言处理程序,C语言是美国电报与电话公司为了实现UNIX系统的设计思想
10、而发展起来的语言工具。其特点是兼顾了高级语言和汇编语言，既提供了结构化程序设计，又带有低级语言的接口 C+语言是在C语言的基础上为支持面向对象的程序设计而研制的一个通用目的的程序设计语言。它可以用于编写从简单的交互程序到高度成熟和复杂的工程科学中的任何程序，目前流行的版本是MS VC+、Borland C+Builder,28,语言处理程序,Java语言于1991年在Sun Microsystems公司设计出来，源于对独立平台的语言需求。这种语言可创建嵌入各种(具有不同CPU的)电器设备(如微波炉等)的软件，其特点是可移植、跨平台，正好迎合了Internet的需要。HTML(HyperText
11、 Markup Language)、XML(eXtensible Markup Language)都属于语言，但它们都没有传统语言的基本控制结构和复杂的数据结构定义以及子程序定义，其主要用途是描述网页的数据和格式。,29,数据库管理系统,数据库管理系统就是在具体计算机上实现数据库技术的系统软件，用户用它来建立、管理、维护、使用数据库等。目前，常用的数据库管理系统有Access、Visual FoxPro、SQL Server、Oracal、SyBase和MySQL等。,30,服务性程序,服务性程序是一类辅助性的程序，是为了帮助用户使用和维护计算机，向用户提供服务性手段而编写的一类程序，通常包括
12、编辑程序、调试程序、诊断程序、硬件维护和网络管理程序等。,31,3.3应用软件,计算机软件系统中，除了系统软件以外的所有软件都称为应用软件。应用软件是由计算机生产厂家或软件公司为支持某一应用领域、解决某个实际问题而专门研制的应用程序，包括科学计算类软件、工程设计类软件、数据处理类软件、信息管理类软件、自动控制类软件、情报检索类软件等。,32,3.3应用软件,例如，文字处理软件Office、WPS；信息管理软Assces数据库、mysql数据库；辅助设计软件AutoCAD、caxa、Photoshop；媒体播放软件Windows Media Player、RealPlayer；图形图像软core
13、ldraw、3DS MAX、MAYA、Photoshop；数学软件Matlab；杀毒软件诺顿、卡巴斯基、江民、瑞星等。,33,文字处理软件,文字处理软件是办公软件的一种，主要用于文档的编辑、修改、保存、打印等。常用的中文文字处理软件主要是微软公司的Word,34,表格处理软件,表格处理软件主要用来处理各式各样的表格。目前最常用的表格处理软件是Microsoft公司的Excel Excel不仅具有强大的数据组织、计算、分析和统计功能，还可以通过图表、图形等多种形式对处理结果加以形象地显示，更能够方便地与办公软件中其他组件相互调用数据，实现资源共享。,35,演示文稿软件,PowerPoint是目前
14、最常用的一种演示文稿软件，专用于制作和演示多媒体投影片/幻灯片。利用PowerPoint，可以非常方便地制作各种文字，绘制图形，加入图像、声音、动画、视频影像等各种媒体信息，并根据需要设计各种演示效果。,36,辅助设计软件,计算机辅助设计(CAD)技术是近二十年来最具有成效的工程技术之一。计算机辅助设计软件能高效率地绘制、修改、输出工程图纸。设计中的常规计算帮助设计人员寻找较好的方案。设计周期大幅度缩短，而设计质量却大为提高。应用该技术能使各行各业的设计人员从繁重的绘图设计中解脱出来，使设计工作计算机化。目前常用的软件有AutoCAD、caxa、Photoshop等。,37,实时控制软件,用于
15、生产过程自动控制的计算机一般都是实时控制，对计算机的速度要求不高，但可靠性要求很高，否则会生产出不合格产品，或造成重大事故。用于控制的计算机，其输入信息往往是电压、温度、压力、流量等模拟量，要先将模拟量转换成数字量，然后计算机才能进行处理或计算。处理或计算后，以此为依据根据预定的控制方案对生产过程进行控制。目前，比较流行的PC机上的SCADA软件有FIX、InTouch、Lookout等。,38,3.4系统组成的层次结构,计算机系统包括硬件和软件两个部分，由于硬件的能力非常有限，只是速度极高而已，没有软件，硬件几乎什么任务也完成不了。因此，计算机系统以硬件为基础，通过各种软件来扩充系统功能，形
16、成一个有机组合的整体。硬件、软件、用户三者之间的关系如图3-12所示。,39,3.4系统组成的层次结构,40,3.4系统组成的层次结构,计算机系统的层次结构模型分为8层，如图3-13所示。其中，微程序级和逻辑部件属于硬件部分，传统机器级可以看作硬、软件之间的界面，其他都属于软件部分。从下层向上层发展，反映了计算机系统逐级生成的过程，而从下层往上观察，则有助于了解应用计算机求解问题的过程。,41,3.4系统组成的层次结构,42,3.4系统组成的层次结构,1、自下而上，计算机系统逐级生成过程（1）拟定指令系统（2）创建硬件系统（3）配置操作系统（4）配置语言处理程序及各种软件资源（5）安装用户程序,43,3.4系统组成的层次结构,2自上而下，应用计算机求解问题的过程（1）系统分析级（2）用户程序级（3）操作系统级（4）传统机器级（5）硬件系统级,44,3.4系统组成的层次结构,45,4.语言处理程序及其他系统软件级,传统机器级,
